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Type: TESE DIGITAL
Title: Caracterização de atividade de água e cinética de dessorção de água em alimentos
Title Alternative: Water activity characterization and water desorption kinetic in foods
Author: Braga, Ana Valéria Ulhano, 1989-
Advisor: Schmidt, Flávio Luís, 1967-
Abstract: Resumo: A atividade de água (Aw) é um parâmetro muito importante para a indústria de alimentos, pois influencia a velocidade de reações enzimáticas, químicas e microbiológicas. Os equipamentos disponíveis no mercado para medidas de Aw são baseados na medida do ponto de orvalho, capacitância ou resistência são muito caros, sua resposta pode ser muito demorada e sujeitos a contaminação por voláteis da amostra. Nesse trabalho é proposto o uso de sensores de ondas acústicas superficiais (SAW) medir Aw de alimentos. O objetivo desse trabalho foi avaliar a viabilidade desse sensor com filme sensível de óxido de grafeno para medidas de Aw de alimentos variados, avaliando também sua precisão, tempo de resposta e custo. Um modelo de tratamento de dados, baseado em dois processos simultâneos de adsorção de água pela superfície do sensor foi adotado. As curvas de referência do sensor foram gerada través da medida da Aw de 12 soluções padrão. Trinta e duas amostras de alimentos foram medidas por um equipamento comercial de Aw (Decagon 4TE) e pelo sensor de SAW. Os parâmetros de amplitudes de saturação A1+A2 e A1 foram extraídos das curvas cinéticas e avaliados usando as curvas de referência. O erro médio de medidas do sensor de SAW (em relação ao equipamento comercial) utilizando o parâmetro A1+A2 foi de 0,0190 unidade de Aw, que é menor do que o erro de alguns equipamentos comerciais. O tempo de medidas com o sensor de SAW usando somente A1 é menor do que o tempo de medidas usando equipamentos comercias. A média dos erros para esse caso foi de 0,0371 unidade de Aw. A precisão pode ser aumentada no futuro usando os outros métodos de síntese e deposição de óxido de grafeno. O tempo de medidas de Aw pelo sensor comercial foi em média de 4:55min, enquanto o tempo médio de medidas do sensor de SAW foi de 4:46min avaliando A1+A2 e 0:46min avaliando somente A1. Foi concluído que o sensor de SAW apresenta resposta mais rápida que os típicos sensores comerciais, e por isso pode ser usado para a medida rápida e precisa de Aw para vários tipos de alimentos. O baixo preço do sensor de SAW vai garantir sua disponibilidade não somente para a indústria de alimentos, mas também para laboratórios e pequenos produtores de alimentos. Além disso, a possibilidade de extrair as características da curva cinética de dessorção de moléculas de água do alimento pode gerar novos parâmetros para o controle da qualidade e de processos a que os alimentos são expostos

Abstract: Water activity (Aw) is a very important parameter for the food industry because it influences the velocity of enzymatic, chemical and microbiological reactions. Commercially available Aw measurement equipment is based on dew point evaluation, is expensive and its response can be time consuming for some types of samples. Surface Acoustic Wave (SAW) sensors are already used to measure relative humidity and in this work it is proposed for the first time its application as the Aw sensor. The aim of this work was the feasibility study of use of this sensor with graphene oxide sensitive film for measurement of Aw of different foods, its accuracy, response time and price. The model of data processing which is based on two simultaneous processes of water adsorption by the sensor surface was adopted. Through the measurement of 12 standard solutions, adjust parameters were extracted and two reference curves were approximated by polynomials. Thirty two food samples were measured by a commercial Aw equipment (Decagon 4TE) and by the SAW sensor. The parameters of saturation amplitude A1+A2 and A1 were extracted from kinetic curves of water molecules desorption of foods. These values were applied to the correspondent reference curve to determine the Aw value using SAW sensor. The sensor mean error using the parameter A1+A2 was 0.0190 units of Aw. The measurement time with SAW sensor using only A1 is less than the measurement time of the commercial equipment. The mean error in this case is around 0.0371 units of Aw. The accuracy can be increased in the future by using other methods of synthesis and deposition of graphene oxide. The Aw measurement time by the commercial sensor was in average 4:54min, while the average SAW sensor measurement time was 4:46min evaluating A1+A2 and 0:46min evaluating only A1.It was concluded that the developed sensor, being faster than a typical commercial one, can be used for rapid and precise Aw measurement for various types of food samples. The low price will ensure the sensor availability not only for the food industry, but also for laboratories and small food producers. The possibility of extracting kinetic characteristics of the water desorption can add additional parameters of the control of food samples quality and process
Subject: Atividade de agua
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FEA - Dissertação e Tese

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